石油是工業(yè)的血液，是當(dāng)今世界最主要的能源之一，與現(xiàn)代社會(huì)的衣食住行都密切相關(guān)。作為工業(yè)大國，我國的石油消費(fèi)量龐大，但本身的石油儲(chǔ)量卻相對較少，石油進(jìn)口依賴度已經(jīng)達(dá)到70%以上，能源安全隱患巨大。

與常規(guī)石油資源相比，我國頁巖油儲(chǔ)量豐富，2017年探明的頁巖油地質(zhì)儲(chǔ)量就已經(jīng)達(dá)到7643億立方米，是僅次于美國、加拿大后的第三大頁巖油國。開發(fā)頁巖油資源對于保障我國能源安全意義重大。而且頁巖油烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等含量豐富，作為化工原料生產(chǎn)價(jià)值更大。

然而我國頁巖油分布地區(qū)地質(zhì)特征復(fù)雜，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，頁巖中原油含蠟量高、流動(dòng)性差，因此開采難度很大。2010年，我國開始開展針對針對頁巖油的專項(xiàng)勘探研究，多年來頁巖油勘探開采技術(shù)取得較大進(jìn)展。2021年，多個(gè)油田傳來佳音，大港油頁巖油年產(chǎn)量首次超過10萬噸，大慶油田新增石油預(yù)測地質(zhì)儲(chǔ)量12.68億噸，勝利油田首批上報(bào)預(yù)測石油地質(zhì)儲(chǔ)量4.58億噸……在頁巖油勘探開發(fā)中，顯微鏡技術(shù)發(fā)揮了重要作用。

頁巖油的石油資源蘊(yùn)藏在泥頁巖孔隙和裂縫中或者泥頁巖層系中的致密碳酸鹽巖或碎屑巖夾層中。這些非常規(guī)儲(chǔ)層巖石具有超低孔隙度和滲透率，對其孔隙結(jié)構(gòu)的研究是頁巖油勘探開發(fā)的重點(diǎn)之一。對非常規(guī)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的研究主要包括孔喉大小、形態(tài)、分布、連通性和油氣賦存狀態(tài)等方面。由于主體孔隙為微納米級別，因此研究的主要方法為掃描電鏡技術(shù)、場發(fā)射掃描電鏡技術(shù)、原子力顯微鏡技術(shù)、環(huán)境掃描電鏡技術(shù)等。

掃描電鏡技術(shù)是儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)定性表征的常用方法，分辨率在6 nm 左右，不僅可以觀察孔隙的表面形貌，還可以結(jié)合元素能譜分析技術(shù)分析檢測礦物成分，反映出頁巖油的儲(chǔ)集空間、成分特征、礦物架構(gòu)等。

我國在掃描電鏡分析技術(shù)上取得了重要突破。勝利油田勘探開發(fā)研究院自主研發(fā)了一種新的常規(guī)樣品電鏡分析方法，突破了含油樣品低真空觀察、氬離子拋光高精度成像、背散射樣品成分精細(xì)識(shí)別等技術(shù)難關(guān)，為非常規(guī)儲(chǔ)層石油資源勘探評價(jià)提供了更有效的方法。此外還能用于致密砂巖儲(chǔ)層識(shí)別、低產(chǎn)儲(chǔ)層改造方案設(shè)計(jì)等。據(jù)了解，研究院還將繼續(xù)開發(fā)聚焦離子束掃描電鏡分析技術(shù)，以更高的精度模擬和尋找頁巖油的流動(dòng)和路徑。

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與環(huán)境掃描電鏡、原子力顯微鏡等高精度技術(shù)相比，掃描電鏡技術(shù)可觀測的視域范圍較大，但分辨率較低。提高觀測精度是掃描電鏡技術(shù)發(fā)展的主要方向。勝利油田勘探開發(fā)研究院在掃描電鏡技術(shù)上的突破推動(dòng)了頁巖油勘探開發(fā)的戰(zhàn)略性突破，使勝利油田首批上報(bào)預(yù)測的4.58億噸石油儲(chǔ)量具備全面勘探開發(fā)條件。隨著掃描電鏡技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，對頁巖油的認(rèn)識(shí)繼續(xù)深入，我國的頁巖油開發(fā)技術(shù)也將越來越成熟。

關(guān)鍵詞： 掃描電鏡 孔隙結(jié)構(gòu) 地質(zhì)儲(chǔ)量